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JP3222832B2 - 射出成形装置及び射出成形方法 - Google Patents

射出成形装置及び射出成形方法

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Publication number
JP3222832B2
JP3222832B2 JP11457998A JP11457998A JP3222832B2 JP 3222832 B2 JP3222832 B2 JP 3222832B2 JP 11457998 A JP11457998 A JP 11457998A JP 11457998 A JP11457998 A JP 11457998A JP 3222832 B2 JP3222832 B2 JP 3222832B2
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Japan
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gate
mold
pin
injection molding
cavity space
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JP11457998A
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Inventor
芳幸 今冨
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形装置及び
射出成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、射出成形機において、射出装置の
射出ノズルから射出された樹脂は、金型装置のスプルー
を通ってランナーに送られた後、該ランナーから分岐さ
せられたサブランナーを通ってゲートに送られ、該ゲー
トを通ってキャビティ空間に充填(てん)されるように
なっている。
【0003】図2は従来のゲートの近傍の構造を示す第
1の図、図3は従来の型開工程時の成形品の状態を示す
図、図4は従来のゲートの近傍の構造を示す第2の図で
ある。図において、111はサブランナー、112はゲ
ート、113はキャビティ空間である。射出工程におい
て、図示されない射出ノズルから射出された樹脂は、図
示されないスプルーを通って図示されないランナーに送
られた後、該ランナーから分岐させられたサブランナー
111を通ってゲート112に送られ、該ゲート112
を通ってキャビティ空間113に充填される。そして、
樹脂の充填が終了すると、保圧工程が開始されてキャビ
ティ空間113内の樹脂の圧力が保持され、冷却工程が
開始されてキャビティ空間113内の樹脂は冷却され、
固化される。続いて、図示されない型締装置を駆動する
ことによって型開きが行われ、キャビティ空間113内
に成形された成形品が取り出される。
【0004】このとき、型開きに伴って、固化された樹
脂におけるサブランナー部P1と成形品部P3とがゲー
ト部P2において分離させられる。これに伴って、該ゲ
ート部P2が破断されるが、冷却工程時に樹脂が十分に
冷却されていないと、樹脂の切れが悪くなり、成形品部
P3側におけるゲート部P2の先端にゲート残り114
が形成される。
【0005】そして、前記ゲート112がピンポイント
ゲート、ホットランナーゲート等である場合、樹脂の切
れが悪くなるので、前記ゲート残り114が形成されや
すい。そこで、該ゲート残り114の先端が成形品部P
3の表面より突出しないように、金型装置、成形品等が
設計される。すなわち、図4に示されるように、ゲート
112をキャビティ空間113内に大きく落とし込み、
ゲート112の近傍の厚さδ1をキャビティ空間113
の厚さδ2より十分に小さくするようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の射出成形機においては、ゲート112がキャビティ
空間113内に落とし込まれているので、肉厚が1〔m
m〕以下の成形品を成形しようとすると、ゲート112
の近傍の厚さδ1が極めて小さくなり、射出工程におい
てキャビティ空間113に樹脂を充填する際のゲート1
12の近傍における圧損が大きくなってしまう。その結
果、樹脂の充填が困難になる。
【0007】また、ゲート12の近傍において樹脂の圧
力が集中するので、成形品にそりが発生し、成形品の品
質が低下してしまう。さらに、充填に必要な樹脂の圧力
が大きくなるので、射出装置の寸法だけでなく、金型装
置及び型締装置の寸法がその分大きくなり、射出成形機
が大型化してしまう。
【0008】本発明は、前記従来の射出成形機の問題点
を解決して、樹脂を容易に充填することができ、成形品
の品質を向上させることができ、射出成形機を小型化す
ることができる射出成形装置及び射出成形方法を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の射
出成形装置においては、固定金型と、該固定金型と接離
自在に配設され、型締め時に固定金型との間にキャビテ
ィ空間を形成する可動金型と、前記キャビティ空間に前
端を臨ませて、かつ、該前端をゲートと対向させて進退
自在に配設されたゲート押込ピンと、該ゲート押込ピン
を、射出工程において後退位置に置き、射出工程が完了
した後、前進させて押込位置に置くピン駆動手段とを有
する。そして、前記ゲートはキャビティ空間内に落とし
込まれ、キャビティ空間におけるゲートの近傍の厚さ
が、キャビティ空間の厚さより小さくされ、かつ、ゲー
ト押込ピンが後退位置に置かれたときに大きく、ゲート
押込ピンが前進位置に置かれたときに小さくされる。本
発明の他の射出成形装置においては、さらに、前記後退
位置において、前記ゲート押込ピンの前端は成形品部よ
り後方に置かれる。
【0010】本発明の射出成形方法においては、型締装
置を駆動して型閉じ及び型締めを行い、射出工程におい
て、ゲートを介して樹脂をキャビティ空間に充填し、保
圧工程において、キャビティ空間内の樹脂の圧力を保持
し、冷却工程において、キャビティ空間内の樹脂を冷却
し、前記型締装置を駆動して型開きを行う。そして、前
記ゲートと対向させて配設されたゲート押込ピンを、前
記射出工程において、前端が成形品部より後方になる後
退位置に置いてキャビティ空間におけるゲートの近傍の
厚さを大きくし、射出工程が完了した後、前進させて押
込位置に置いてキャビティ空間におけるゲートの近傍の
厚さを小さくする。
【0011】本発明の他の射出成形方法においては、さ
らに、前記ゲート押込ピンは保圧工程が開始された後に
前進させられる。本発明の更に他の射出成形方法におい
ては、さらに、前記ゲート押込ピンは冷却工程が開始さ
れた後に前進させられる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の
実施の形態における射出成形装置の概略図、図5は本発
明の実施の形態における駆動シリンダ制御弁を示す図で
ある。図において、10は固定プラテン、11は固定側
取付板、12はランナーストリッパプレート、13は固
定側型板であり、前記固定側取付板11及びランナース
トリッパプレート12の中央にはスプルーブッシュ17
が配設され、該スプルーブッシュ17内にスプルー18
が形成される。そして、前記固定側型板13内には、前
記スプルー18と連通させてランナー19が形成される
とともに、該ランナー19と連通させてサブランナー2
0が形成される。なお、前記固定側取付板11、ランナ
ーストリッパプレート12及び固定側型板13によって
固定金型15が構成され、該固定金型15は前記固定プ
ラテン10に対して着脱自在に配設される。そして、前
記固定金型15を固定プラテン10に取り付けるに当た
り、ロケートリング16によって固定金型15の位置決
めが行われる。
【0013】また、21は射出装置の加熱シリンダ、2
2は該加熱シリンダ21の前端に形成された射出ノズル
であり、該射出ノズル22は、射出装置と共に進退させ
られ、前記スプルーブッシュ17と接離させられる。前
記加熱シリンダ21内にはスクリュー23が回転自在
に、かつ、進退自在に配設される。そして、30は可動
プラテンであり、該可動プラテン30は図示されないタ
イバーに沿って進退自在に配設される。また、31は可
動側取付板、32はエジェクタスペースブロック、33
はバックプレート、34は可動側型板であり、型締め時
に、該可動側型板34と固定側型板13とは圧接させら
れ、可動側型板34と固定側型板13との間にキャビテ
ィ空間36が形成される。なお、前記サブランナー20
とキャビティ空間36との間には、ゲート37が形成さ
れる。また、前記可動側取付板31、エジェクタスペー
スブロック32、バックプレート33及び可動側型板3
4によって可動金型35が構成され、該可動金型35は
前記可動プラテン30に対して着脱自在に配設される。
したがって、前記可動金型35は、固定金型15と接離
自在に配設され、型締め時に固定金型15との間にキャ
ビティ空間36を形成する。
【0014】そして、前記可動プラテン30の後方(図
1における左方)に、可動プラテン30を進退させて型
閉じ、型締め及び型開きを行うための型締装置が配設さ
れる。該型締装置は、型締シリンダ41、及び該型締シ
リンダ41を作動させるための図示されない油圧回路か
ら成る。前記型締シリンダ41は、シリンダ本体42、
及び該シリンダ本体42内において摺(しゅう)動自在
に配設されたピストン43を有し、該ピストン43によ
って前記シリンダ本体42内が区画される。前記ピスト
ン43はヘッド44及びロッド45から成り、前記シリ
ンダ本体42内のヘッド44側に第1の油室46が、前
記シリンダ本体42内のロッド45側に第2の油室47
がそれぞれ形成される。
【0015】そして、前記第1の油室46に油路L−1
を介して油圧を供給し、第2の油室47内の油を油路L
−2を介してドレーンすると、ピストン43は前進(図
1における右方に移動)させられ、型閉じ及び型締めを
行うことができる。また、前記第2の油室47に油路L
−2を介して油圧を供給し、第1の油室46内の油を油
路L−1を介してドレーンすると、ピストン43は後退
(図1における左方に移動)させられ、型開きを行うこ
とができる。なお、前記第1、第2の油室46、47に
は、図示されない型締シリンダ制御弁を介して油圧が供
給される。
【0016】ところで、型閉じ及び型締めが行われた
後、所定のタイミングで射出工程が開始され、射出ノズ
ル22から樹脂が射出される。該樹脂は、スプルー18
を通ってランナー19に送られ、該ランナー19からサ
ブランナー20を通ってゲート37に送られ、該ゲート
37を通ってキャビティ空間36に充填される。前記射
出工程が完了すると、続いて保圧工程が開始され、キャ
ビティ空間36内の樹脂の圧力が保持され、冷却工程が
開始されて樹脂が冷却され、一定時間後に、可動金型3
5側に図示されない成形品を残した状態で型開きが行わ
れる。このとき、前記成形品が突き落とされる。
【0017】そのために、前記バックプレート33及び
可動側型板34を貫通させ、前端(図1における右端)
をキャビティ空間36に臨ませてエジェクタピン51が
配設される。該エジェクタピン51は、型開きが開始さ
れた後、可動金型35から突き出され、可動金型35か
ら成形品を分離させて突き落とす。そして、前記エジェ
クタピン51の後端(図1における左端)に形成された
ヘッド部gは、エジェクタプレート52、53によって
挟持され固定される。該エジェクタプレート52、53
は、進退自在に支持され、前進するのに伴って前記エジ
ェクタピン51を前進させる。また、前記エジェクタプ
レート53の後端にエジェクタロッド54が当接させら
れる。
【0018】該エジェクタロッド54は、図示されない
エジェクタシリンダの油室に選択的に油圧を供給するこ
とによって進退させられる。したがって、前記エジェク
タシリンダを作動させて前記エジェクタプレート52、
53を進退させ、エジェクタピン51を進退させること
ができる。なお、55は案内ロッドである。また、前記
エジェクタプレート52、53、バックプレート33及
び可動側型板34を貫通させ、前端をキャビティ空間3
6に臨ませて、かつ、ゲート37と対向させてゲート押
込ピン61が配設される。該ゲート押込ピン61は、最
も後方の後退位置、該後退位置より前方に設定された押
込位置、及び成形品を突き出す突出し位置を採る。
【0019】そして、前記ゲート押込ピン61の後端に
形成されたヘッド部hは、ゲート押込ピンプレート6
2、63によって挟持され固定される。該ゲート押込ピ
ンプレート62、63は、進退自在に支持され、前進す
るのに伴って前記ゲート押込ピン61を前進させる。ま
た、前記ゲート押込ピンプレート63の後端にゲート押
込ロッド64が当接させられる。なお、65は前記ゲー
ト押込ピンプレート63から後方に向けて突出させられ
たロッドである。
【0020】また、前記ゲート押込ピン61を進退させ
るためにピン駆動手段が配設され、該ピン駆動手段は、
駆動シリンダ71、該駆動シリンダ71を作動させるた
めの図示されない油圧回路、及び該油圧回路を作動させ
る図示されない制御装置から成る。前記駆動シリンダ7
1は、シリンダ本体72、及び該シリンダ本体72内に
おいて摺動自在に配設されたピストン73を有し、該ピ
ストン73によって前記シリンダ本体72内が区画され
る。前記ピストン73はヘッド74及び前記ゲート押込
ロッド64から成り、前記シリンダ本体72内のヘッド
74側に第1の油室76が、前記シリンダ本体72内の
ゲート押込ロッド64側に第2の油室77が形成され
る。
【0021】そして、前記第1の油室76に油路L−3
を介して油圧を供給し、第2の油室77内の油を油路L
−4を介してドレーンすると、ピストン73は前進させ
られ、ゲート押込ピンプレート62、63を介してゲー
ト押込ピン61を前進させることができる。また、前記
第2の油室77に油路L−4を介して油圧を供給し、第
1の油室76内の油を油路L−3を介してドレーンする
と、ピストン73は後退させられ、ゲート押込ピンプレ
ート62、63を介してゲート押込ピン61を後退させ
ることができる。なお、前記第1、第2の油室76、7
7には、図5に示される駆動シリンダ制御弁81を介し
て油圧が供給される。
【0022】該駆動シリンダ制御弁81は、油路L−
5、圧力調整弁82及び油路L−6を介して油圧供給源
としての油圧ポンプ83と、油路L−7を介して油タン
ク84と、油路L−3を介して第1の油室76と、油路
L−4を介して第2の油室77と接続され、ソレノイド
a、bを選択的に駆動することによって、位置A、位置
B及び位置Nを採る。そして、ソレノイドaを駆動し、
ソレノイドbを停止させると、前記駆動シリンダ制御弁
81は位置Aを採り、油路L−5、L−3間、及び油路
L−4、L−7間を連通させ、ソレノイドaを停止さ
せ、ソレノイドbを駆動すると、前記駆動シリンダ制御
弁81は位置Bを採り、油路L−5、L−4間、及び油
路L−3、L−7間を連通させ、ソレノイドa、bを停
止させると、前記駆動シリンダ制御弁81は位置Nを採
り、油路L−3、L−4、L−5、L−7は互いに遮断
される。したがって、前記制御装置によって、前記ソレ
ノイドa、bを選択的に駆動すると、ゲート押込ピンプ
レート62、63を介してゲート押込ピン61を進退さ
せたり、停止させたりすることができる。なお、前記油
路L−5には該油路L−5内の油圧を測定するための圧
力計85が配設される。
【0023】そして、前記エジェクタシリンダを作動さ
せて前記エジェクタプレート52、53を進退させるこ
とができ、駆動シリンダ71を作動させて前記ゲート押
込ピンプレート62、63を進退させることができるだ
けの空間が形成されるように、前記エジェクタスペース
ブロック32の寸法が設定される。本実施の形態におい
て、駆動シリンダ71は、可動プラテン30の後方に配
設されているが、可動プラテン30内に配設することも
できる。また、駆動シリンダ71に代えてサーボモータ
等の電動機を使用し、ボールねじ等の運動方向変換手段
によって前記電動機の回転運動を直線運動に変換し、該
直線運動を前記ゲート押込ピンプレート62、63に伝
達することもできる。
【0024】次に、前記構成の射出成形装置の作用につ
いて説明する。図6は本発明の実施の形態における射出
成形装置の動作を示す第1の図、図7は本発明の実施の
形態における射出成形装置の動作を示す第2の図であ
る。まず、図示されない射出装置が前進させられるのに
伴って加熱シリンダ21が前進(図における左方に移
動)させられ、図6に示されるように、射出ノズル22
がスプルーブッシュ17に押し付けられる。このとき、
型締シリンダ41によって型締力が発生させられ、型締
めが行われ、可動側型板34は固定側型板13に押し付
けられる。そして、この時点で、ゲート押込ピン61は
後退位置に置かれている。
【0025】続いて、射出工程において、前記加熱シリ
ンダ21内のスクリュー23が図示されない駆動手段に
よって前進させられ、スクリュー23の前方に蓄えられ
た樹脂が、射出ノズル22から射出され、スプルー18
を通ってランナー19に送られ、該ランナー19からサ
ブランナー20を通ってゲート37に送られ、該ゲート
37を通ってキャビティ空間36に充填される。
【0026】このとき、前記ゲート押込ピン61は後退
位置に置かれ、ゲート押込ピン61の前端(図における
右端)とゲート37との間の距離が長くされるので、ゲ
ート37の近傍の厚さが大きくなり、射出工程において
キャビティ空間36に樹脂を充填する際のゲート37の
近傍における圧損が小さくなる。したがって、樹脂を容
易に充填することができる。
【0027】また、ゲート37の近傍において樹脂の圧
力が集中しないので、図示されない成形品にそりが発生
することがなくなり、成形品の品質を向上させることが
できる。さらに、充填に必要な樹脂の圧力が小さくなる
ので、射出装置の寸法だけでなく、金型装置及び型締装
置の寸法をその分小さくすることができ、射出成形機を
小型化することができる。
【0028】続いて、射出工程が完了した後、保圧工程
が開始され、キャビティ空間36内の樹脂の圧力が保持
される。そして、前記保圧工程が開始された後の所定の
タイミングで駆動シリンダ71が駆動され、図7に示さ
れるように、ゲート押込ピン61が前進(図における右
方に移動)させられて押込位置に置かれる。その結果、
ゲート押込ピン61の前端とゲート37との間の距離が
短くなるので、ゲート37の近傍の厚さを小さくし、所
定の形状の成形品を成形することができる。
【0029】次に、冷却工程が開始されて樹脂が固化す
ると、前記型締シリンダ41が駆動され、可動プラテン
30及び可動金型35が後退させられて、型開きが行わ
れる。このとき、図示されないエジェクタシリンダが駆
動され、案内ロッド55を介してエジェクタプレート5
2(図1)、53及びエジェクタピン51が前進させら
れ、成形品が突き出される。また、同時に前記駆動シリ
ンダ71が駆動され、ゲート押込ピン61が更に前進さ
せられて突出し位置に置かれ、成形品は突き出される。
このようにして、成形品を金型装置から取り出すこと
ができる。
【0030】本実施の形態においては、保圧工程が開始
された後に駆動シリンダ71が駆動され、ゲート37の
近傍の厚さが小さくされるので、冷却工程においてゲー
ト37の近傍を急速に冷却することができる。したがっ
て、型開きに伴って、ゲート部P2(図3参照)の先端
にゲート残りP114が形成されるのを防止することが
できる。
【0031】本実施の形態においては、保圧工程が開始
された後の所定のタイミングで前記駆動シリンダ71が
駆動されるようになっているが、保圧工程が開始された
後、更に冷却工程が開始された後の所定のタイミングで
駆動シリンダ71を駆動して、前記ゲート押込ピン61
を前進させて押込位置に置くこともできる。なお、本発
明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明
の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、そ
れらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0032】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、射出成形装置においては、固定金型と、該固定金
型と接離自在に配設され、型締め時に固定金型との間に
キャビティ空間を形成する可動金型と、前記キャビティ
空間に前端を臨ませて、かつ、該前端をゲートと対向さ
せて進退自在に配設されたゲート押込ピンと、該ゲート
押込ピンを、射出工程において後退位置に置き、射出工
程が完了した後、前進させて押込位置に置くピン駆動手
段とを有する。そして、前記ゲートはキャビティ空間内
に落とし込まれ、キャビティ空間におけるゲートの近傍
の厚さが、キャビティ空間の厚さより小さくされ、か
つ、ゲート押込ピンが後退位置に置かれたときに大き
く、ゲート押込ピンが前進位置に置かれたときに小さく
される。
【0033】この場合、射出工程において、ゲート押込
ピンの前端とゲートとの間の距離が長くなるので、キャ
ビティ空間におけるゲートの近傍の厚さが大きくなり、
また、キャビティ空間に樹脂を充填する際のキャビティ
空間におけるゲートの近傍における圧損が小さくなる。
したがって、前記ゲートがキャビティ空間内に落とし込
まれ、キャビティ空間におけるゲートの近傍の厚さがキ
ャビティ空間の厚さより小さくされても、樹脂を容易に
充填することができる。また、キャビティ空間における
ゲートの近傍において樹脂の圧力が集中しないので、成
形品にそりが発生することがなくなり、成形品の品質を
向上させることができる。
【0034】さらに、充填する際に必要な樹脂の圧力が
小さくなるので、射出装置の寸法を小さくすることがで
きるだけでなく、金型装置及び型締装置の寸法をその分
小さくすることができ、射出成形機を小型化することが
できる。そして、射出工程が完了した後、ゲート押込ピ
ンの前端とゲートとの間の距離が短くなるので、キャビ
ティ空間におけるゲートの近傍の厚さが小さくなり、所
定の形状の成形品を成形することができる。
【0035】また、冷却工程において、キャビティ空間
におけるゲートの近傍を急速に冷却することができるの
で、型開きに伴って、ゲート部の先端にゲート残りが形
成されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における射出成形装置の概
略図である。
【図2】従来のゲートの近傍の構造を示す第1の図であ
る。
【図3】従来の型開工程時の成形品の状態を示す図であ
る。
【図4】従来のゲートの近傍の構造を示す第2の図であ
る。
【図5】本発明の実施の形態における駆動シリンダ制御
弁を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態における射出成形装置の動
作を示す第1の図である。
【図7】本発明の実施の形態における射出成形装置の動
作を示す第2の図である。
【符号の説明】
15 固定金型 35 可動金型 36 キャビティ空間 37 ゲート 41 型締シリンダ 61 ゲート押込ピン 71 駆動シリンダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/26 - 45/44 G11B 7/26 511

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)固定金型と、 (b)該固定金型と接離自在に配設され、型締め時に固
    定金型との間にキャビティ空間を形成する可動金型と、 (c)前記キャビティ空間に前端を臨ませて、かつ、該
    前端をゲートと対向させて進退自在に配設されたゲート
    押込ピンと、 (d)該ゲート押込ピンを、射出工程において後退位置
    に置き、射出工程が完了した後、前進させて押込位置に
    置くピン駆動手段とを有するとともに、 (e)前記ゲートはキャビティ空間内に落とし込まれ、
    キャビティ空間におけるゲートの近傍の厚さが、キャビ
    ティ空間の厚さより小さくされ、かつ、ゲート押込ピン
    が後退位置に置かれたときに大きく、ゲート押込ピンが
    前進位置に置かれたときに小さくされることを特徴とす
    る射出成形装置。
  2. 【請求項2】 前記後退位置において、前記ゲート押込
    ピンの前端は成形品部より後方に置かれる請求項1に記
    載の射出成形装置。
  3. 【請求項3】 (a)型締装置を駆動して型閉じ及び型
    締めを行い、 (b)射出工程において、ゲートを介して樹脂をキャビ
    ティ空間に充填し、 (c)保圧工程において、キャビティ空間内の樹脂の圧
    力を保持し、 (d)冷却工程において、キャビティ空間内の樹脂を冷
    し、 (e)前記型締装置を駆動して型開きを行うとともに、 (f)前記ゲートと対向させて配設されたゲート押込ピ
    ンを、前記射出工程において、前端が成形品部より後方
    になる後退位置に置いてキャビティ空間におけるゲート
    の近傍の厚さを大きくし、射出工程が完了した後、前進
    させて押込位置に置いてキャビティ空間におけるゲート
    の近傍の厚さを小さくすることを特徴とする射出成形方
    法。
  4. 【請求項4】 前記ゲート押込ピンは保圧工程が開始さ
    れた後に前進させられる請求項に記載の射出成形方
    法。
  5. 【請求項5】 前記ゲート押込ピンは冷却工程が開始さ
    れた後に前進させられる請求項に記載の射出成形方
    法。
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